144967 (Повышение качества строительных материалов), страница 2

Значение можно вычислить по формулам, если известны длина ультразвуковой волны в бетоне, поперечные размеры тела и измеренная в опыте скорость ультразвука.

Для среды, ограниченной одним измерением, т.е. для плит прозвучиваемых с торцов (λ больше габаритов),

p – плотность бетона; μ – коэффициент Пуассона, принимаемый для бетона равным 0,16–0,2.

Для среды, ограниченной двумя измерениями, т.е. для стержней, прозвучиваемых с торцов (больше поперечных размеров стержня), значение находится из выражения:

Прочность бетона на сжатие устанавливается по вычисленным значениям с помощью заранее установленных экспериментальным путем зависимостей для бетонов определенного состава. Эти зависимости обычно выражают в виде тарировочного графика «прочность бетона – динамический модуль упругости».

Следует иметь в виду, что тарировочные зависимости между и, а также между и можно использовать с достаточной точностью только для определения бетонов, для которых строились эти зависимости. Расчет прочности по тарировочным графикам, формулам и таблицам, полученным для бетонов других составов, может привести к значительным ошибкам. Точность определения прочности бетона импульсным методом с применением тарировочных кривых составляет 8 – 15%. Определение прочности бетона по скорости ультразвука производится согласно ГОСТ 17624–87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности».

С помощью ультразвукового импульсного метода можно выявить внутренние дефекты конструкции (пустоты, каверны, участки с пониженной плотностью) и определить глубину трещин.

Метод ударного импульса

Специалистами предприятия ООО НПП «Инженер-Строй» применяется прибор ИПС – МГ4. Он предназначен для неразрушающего контроля прочности бетона, железобетонных изделий, конструкций и строительной керамики (кирпича) методом ударного импульса в соответствии с ГОСТ 22690–88. Прибор позволяет также оценивать физико-механические свойства строительных материалов в образцах и изделиях (прочность, твердость, упруго-эластические свойства), выявлять неоднородности, зоны плохого уплотнения и др. Прибор соответствует обыкновенному исполнению изделий третьего порядка по ГОСТ 12997–84*, относится к нестандартным средствам измерений и является рабочим средством измерений. Цикл замеров на одном участке состоит из 10 …15 замеров. После выполнения 15 замеров прибор автоматически производит обработку результата. Прибор производит математическую обработку результатов которая включает в себя: усреднение результатов, отбраковку результатов, более чем ±10% отклонения от среднего значения прочности на участке (изделий), усреднение оставшихся после обработки измерений. По окончанию цикла измерения прибор представляет результат.

Устройством для обнаружения дефектов методами неразрушающего контроля в изделиях из различных металлических и неметаллических материалов, является дефектоскоп. Дефектоскопы используются на транспорте, в различных областях машиностроения, в химической промышленности, нефтегазовой промышленности, в энергетике, строительстве, в научно-исследовательских лабораториях для определению свойств твердого тела и молекулярных свойств и в других отраслях; применяются для контроля деталей и заготовок, сварных, паяных и клеевых соединений, наблюдения за деталями агрегатов.

Магнитные методы испытания.

С помощью магнитометрического метода, основанного на взаимодействии магнитного поля с введенным в него ферромагнетиком – феррозондом (металлом) можно определить расположение и сечение арматуры, размер защитного слоя бетона. Магнитные методы нашли широкое применение для построения газоанализаторов на кислород, магнитная восприимчивость которого на два порядка превышает восприимчивость других газов.

Схема кулонометрической установки для определения толщины гальванопокрытий, они основаны на принципе вихревых токов, изменении магнитного потока, изменения силы притяжения магнита.

Применяют в основном для неразрушающего контроля изделий из ферромагнитных материалов, находящихся в намагниченном состоянии.

Основаны на измерении силы отрыва магнита от поверхности деталей из ферромагнитного металла, покрытых слоем немагнитного или слабомагнитного материала, либо на измерении магнитного потока в цепи, образованной сердечником электромагнита, покрытием и металлом детали.

Магнитные методы применительно к исследованию монокристаллов протеинов; характер связи металла с инсулином.

Находят широкое применение в решении проблем химии, металлургии и геологии.

Магнитопорошковая дефектоскопия изделий из ферромагнитных материалов – разработка технологий неразрушающего контроля, подбор магнитных порошков и концентратов магнитной суспензии, определение максимально достижимой чувствительности контроля, разработка технологии размагничивания деталей и конструкций сложной конфигурации, количественная оценка уровня допустимой остаточной намагниченности деталей и агрегатов. Магнитопорошковым методом могут контролироваться также стыковые сварные соединения, в том числе соединения, полученные электронно-лучевой сваркой.

– Магнитная толщинометрия – контроль толщины любых немагнитных покрытий, наносимых на ферромагнитные детали; контроль толщины магнитных покрытий (Ni, Co и др.), нанесенных на немагнитные или слабомагнитные материалы.

– Магнитная структуроскопия – контроль физико-механических характеристик; сортировка сталей по маркам; контроль качества термической обработки (структуры или твердости).

– Неразрушающий контроль небольших партий изделий с целью обнаружения тонких, невидимых глазом поверхностных дефектов материала типа трещин (закалочных, сварочных, шлифовочных, усталостных, штамповочных, литейных и др.), волосовин, флокенов, закатов, заковов, надрывов, рихтовочных трещин, некоторых видов расслоений и др.

Наряду с деталями, имеющими механически обработанные поверхности, контролю могут подвергаться детали, выплавленные методами точного литья (корковое литье, литье по выплавляемым моделям и др.). При этом обнаруживаются трещины, неспаи, рыхлоты и другие дефекты, а также цепочки пор.

Индукционный метод.

Индукционными магнитными методами измеряют по существу наведенный в детектирующих катушках потенциал, возникающий при воздействии на образец переменного поля.

Специалистами предприятия ООО НПП «Инженер-Строй» применяется прибор ИПА – МГ4, который позволяет измерять толщину защитного слоя бетона или определения диаметр арматурного стержня. Прибор оборудован выносным щупом, который плавно перемещают по поверхности контролируемого объекта, добиваясь минимального значения цифрового кода нижней строки индикатора и максимального тона звукового сигнала. Также, зная расположение оси и диаметр арматурного стержня, определяется толщина защитного слоя и соответственно наоборот, зная величину защитного слоя, определяется диаметр арматуры.

Инфракрасный метод испытания.

Его можно применять при поиске скрытых протечек в рулонных кровлях с любым основанием. Инфракрасный метод позволяет определить местонахождение скоплений влаги в верхних слоях покрытия поиском зон повышенных температур поверхности кровли, поскольку участки покрытия, содержащие влагу, имеют более высокую теплопроводность и теплоемкость, чем сухие участки. В теплое время года тепловая энергия от солнца лучше поглощается влажными участками покрытия и затем сохраняется в течение нескольких часов после заката, поэтому при осуществлении инфракрасного метода кровлю, как правило, сканируют ночью. Основными преимуществами инфракрасного метода являются достигаемая сплошность обследования кровли и высокая производительность, а недостатками – высокая стоимость инфракрасных камер, существенная зависимость метода от погоды, возможность его применения только в ночное время суток (как правило, до полуночи).

Радиоизотопный метод испытания.

Предпочтительнее других методов применять при проверке влагосодержания балластных и инверсионных кровель. Ограничено применение метода на кровлях из материалов, в состав которых входят углеводороды (в том числе битум). Метод основан на проверке присутствия водородных молекул (водяного пара) в верхних слоях покрытия. Метод осуществляется с помощью радиоизотопного влагомера, который способен определять влажность материала по количеству медленных отраженных нейтронов (выпущенных из быстрого нейтронного источника), так как при увеличении влажности материала количество отраженных нейтронов увеличивается, и показания радиоизотопного влагомера, соответственно, возрастают. Преимуществом метода является возможность его применения в широком диапазоне погодных условий и при любом уклоне кровли, а недостатком – его экологическая опасность.

Результаты выполняемого в Ростовском государственном строительном университете исследования по совершенствованию методов дефектоскопии строительных конструкций подтверждают работоспособность. А также достаточную эффективность каждого из представленных в данной статье методов и позволяют рекомендовать их (с учетом указанных преимуществ и ограничений по использованию) для массового применения при выявлении скрытых протечек в рулонных кровлях как строящихся, так и эксплуатируемых зданий.

Электрофизические методы испытания.

Основаны на проверке электроизоляционных свойств водоизоляционного ковра, которые резко ухудшаются в местах скрытых протечек кровли. К таким методам относятся метод разности потенциалов, а также высоковольтный и емкостной методы. Метод разности потенциалов (низковольтный метод). Предназначен для обнаружения скрытых протечек в кровлях, в которых водонепроницаемый ковер не является электрическим проводником, а основание выполнено из металла или железобетона.

Поиск скрытых протечек осуществляют измерением разности потенциалов в различных точках переменного электрического поля, создаваемого на поверхности кровли с помощью низковольтного импульсного генератора тока (напряжением до 40 В), один из выводов которого соединен с основанием кровли. А другой – с электропроводящим контуром (из гибкого неизолированного электрического провода), укладываемым на смоченную водой поверхность обследуемого участка кровли (рис. 2).

Применение метода особенно эффективно на участках кровли, где протечки продолжались в течение продолжительного времени и ее основание оказалось обильно смоченным водой. Недостатком метода является невозможность его осуществления на участках кровли с выступающими над ее поверхностью заземленными элементами инженерного оборудования из электропроводных материалов.

Высоковольтный метод. По области применения и физической сущности высоковольтный метод подобен низковольтному методу. Отличие первого метода от второго заключается в том, что на поверхность кровли подается положительный высоковольтный заряд с безопасным по величине электрическим током (от аккумулятора или источника постоянного тока), причем не на электропроводящий контур, а на щеточный электрод с щетиной из медной проволоки (рис. 3). Положительными сторонами метода являются достаточно высокая его производительность, а также возможность точно определять местонахождение скрытых протечек. Недостаток метода – невозможность его применения при обследовании кровель в утепленных покрытиях и кровель с защитным слоем из гравия или с загрязненной поверхностью.

Емкостной метод. Применяют для определения местонахождения областей повышенного содержания влаги в толще покрытия на глубине до 50 мм, которые в большинстве случаев могут быть приняты как наличие протечки кровли. Метод основан на создании переменного электрического поля и измерении его напряженности в верхних слоях покрытия с помощью переставных или сканирующих электронных влагомеров емкостного типа. Большим значениям напряженности электрического поля соответствуют участки покрытия с увлажненным основанием под кровлей, а значит, с поврежденным или дефектным водоизоляционным ковром. Емкостным методом можно достаточно легко определить границы сырых мест с точностью до нескольких сантиметров. Недостатком метода являются высокая стоимость электронных емкостных влагомеров.

Влагомер МГ-4 предназначен для оперативного производственного контроля влажности строительных материалов и изделий, пилопродукции и деревянных деталей по ГОСТ 21718 и ГОСТ 16588.

Влагомер может быть использован для измерения влажности широкой номенклатуры твёрдых и сыпучих материалов при их дополнительной градуировке, разработке и аттестации методики выполнения измерений. Принцип работы влагомера основан на диэлькометрическом методе измерения влажности, а именно на корреляционной зависимости диэлектрической проницаемости материала от содержания в нем влаги при положительных температурах.

При взаимодействии с измеряемым материалом емкостный преобразователь вырабатывает сигнал пропорциональный диэлектрической проницаемости, который регистрируется измерительным блоком и преобразуется в значение влажности.

Результаты измерений выводятся на экран дисплея влагомера.

Использование геодезических приборов и инструментов при освидетельствовании и испытания конструкций.

Для выявления деформаций зданий, вызванных неравномерной осадкой фундаментов (крена, прогиба, выгиба, перекоса), отклонений от проектного положения конструкций из-за ошибок при их возведении (смещения в плане и по высоте, наклон и др.) и составления исполнительных планов здания применяют геодезические методы обследования.

Основными инструментами при этом являются высокоточные или точные нивелиры, теодолиты высокой и средней точности, фототеодолиты, нивелирные рейки, мерные ленты.

Для определения осадок фундаментов и вертикальных деформаций стен, колонн и перекрытий производят периодическое повторное нивелирование марок, установленных на зданиях или сооружениях, по отношению к практически неподвижным реперам.

В качестве опорных реперов чаще всего используют городскую геодезическую сеть.

Реперная головка изготавливается из бронзы или нержавеющей стали в виде полусферической поверхности радиусом 40 мм.

Базой репера служат металлический штырь, труба, зацементированная в бетонном основании, металлическая забивная или железобетонная (набивная, буроинъекционная) свая. Выбор базы зависит от инженерно-геологических условий застроенной площадки.

Нивелирные осадочные марки размещают в здании так, чтобы по результатам наблюдений можно было узнать о деформации здания (осадке, крене, перекосе) и его основания. Осадочные марки бывают разной конструкции. Горизонтальная часть марки делается из круглой стали диаметром 25 мм, а вертикальная – из круглой стали диаметром 20 мм. Вертикальная часть заканчивается полусферической головкой.